目錄

• 前言
• 文件
  • 什麼是文件？
  • 如何在 python 中打開文件？
  • python 文件對象有哪些屬性？
  • 如何讀文件？
    • read()
    • readline()
  • 如何寫文件？
  • 如何操作文件和目錄？
    • 強大的 os 模塊
    • shutil 模塊— High-level file operations
• 小結
• 相關文章列表

前言

在上篇文章 中，全面講解了 python 3 中 的面向對象，今天我會繼續探險，去掌握 python 3 中的文件操作， let's go 讓我們出發吧!

文件

什麼是文件？

一談到文件，就會涉及到一個的重要的概念，持久化 。什麼是持久化？

持久化是將程式數據在持久狀態和瞬時狀態間轉換的機制。通俗的講，就是瞬時數據（比如記憶體中的數據，是不能永久保存的）持久化為持久數據。 ——來源於百度百科

由此可見，持久化數據就是在程式運行結束後或者斷電後再開機，還繼續存在的數據。而文件就是最典型的表現形式。那什麼是文件呢？

文件就是存儲在如硬碟，光碟這樣的非易失媒介上的信息序列。像記憶體，在關機或掉電後，信息就全部丟失了，文件當然不會存儲在它上面。

當我們想要讀或者寫文件時，就得先打開(open) 文件才可以，而當讀寫完成的時候，也要儘量將其關閉(close)，這樣才能夠釋放它占用的系統資源啊。

如何在 python 中打開文件？

使用內置函數 open 就可以打開文件。先來看下 python 中對 open 函數的定義

file object = open(file_name [, access_mode][, buffering])

參數定義如下

• access_mode 表示文件模式。常見的模式有讀模式，寫模式，追加模式等。這個參數是可選的，如果不填，預設就是讀模式。具體的文件模式列表在下麵表格中列出。
• buffering 緩存標誌
  • 如果不填，預設值為 0
  • 值為 1 表示行緩存
  • 值 > 1 則代表緩衝區的大小（單位是位元組）
  • 值 < 0 表示使用預設緩存區的大小
• file_name 表示要訪問的文件路徑名稱，可以是相對路徑，也可以是絕對路徑。

具體的文件模式 access_mode 參數表如下

其中 b 或者 + 可與其他模式結合使用需要說明下：

• 如 rb 就表示讀取一個二進位文件
• 如w+ 表示對打開的文件可讀可寫
• 如 wb+ 則表示對二進位文件可讀可寫，如果模式中不加 b則預設表示文本文件

調用 open 函數後返回的是什麼對象呢？能夠從這個對象中獲取什麼信息和執行什麼操作呢？來看下一節

python 文件對象有哪些屬性？

調用 open 函數後返回的是一個文件句柄，這個句柄中包含許多文件相關的屬性,具體如下麵表格所示

來看一個例子

f = open('test.py', 'r+')

# 文件名稱.
print ("File name: ", f.name) # test.py
# 文件是否已關閉
print ("File state: ", f.closed) # False
# 文件打開時的模式
print ("Opening mode: ", f.mode) # r+

打開文件後，最常見的操作就是讀文件和寫文件了，先來看讀文件

如何讀文件？

在讀取文件時， 最常用的方法就是 read() ，readlines() 兩個方法，在操作結束後都要調用 close() 方法關閉文件，釋放資源。

先來看 read() 方法

read()

打開文件後，

• 調用 read(size) 方法可以一次讀取 size 位元組的數據

• 如果read()方法中沒有參數可以一次將文件內容全部讀入到記憶體中

來看一個例子，假設有一個文件名稱為 a.txt 內容為

Good morning, everyone!
Good morning, my student!

先來讀取前 4 個字母

try:
  f = open('a.txt', 'r')
  print(f.read(4)) # Good
finally:
  if f:
    f.close()

上面代碼為什麼要用 try ... finally 包裹呢？

這是因為文件操作很可能出現 IO 異常的情況，需要使用 try ... finally 包住，即使出現異常也能保證 close() 方法能夠正常調用。

其實還有更簡潔的寫法，就是使用 with 語句，它就是一個語法糖，一下就把 try ... finally 的活都幹了。來感受下它的威力

with open('a.txt', 'r') as f:
  print(f.read(4)) # Good

readline()

對於文本文件來說，如果比較大，使用 readline() 方法則更為合理，可以一次讀取一行內容。

with open('a.txt', 'r') as f:
  print(f.readline()) # Good morning teacher!

如果一次想返回多列文本，可以使用 readlines() 方法，它會返回一個列表。

with open('a.txt', 'r') as f:
  print(f.readlines()) # ['Good morning teacher!\n', 'Good morning, my student!']

如何寫文件？

寫文件和讀文件操作非常類似，它們的區別就在於：

• 調用 open 方法打開文件時，文件模式需要包含 w ，a或者 x

註意， 使用 w 模式打開文件後，執行寫入操作，如果文件已經存在，則會將之前的文件內容全部覆蓋，之前的數據內容就丟失了啊。如果不想覆蓋，還是使用 a 模式打開吧。

調用什麼方法可以寫文件呢？ write()方法，調用成功後，會返回寫入文件的字元長度。

來看一個例子

with open('a.txt', 'w') as f:
  f.write('I am line 1\n')
  f.write('I am line 2\n')

上面代碼中，為什麼要加 \n 呢？這是用來分行的，要不然都擠在一行了。

註意，這裡如果不使用 with 語法糖，也一定要顯式的調用使用 close 方法。這不僅僅是因為釋放資源的原因：在調用 write() 方法時，操作系統不會立刻將數據寫入到文件中，而是先在記憶體中緩存，等到空閑時再寫入文件，最後使用 close() 方法才會將數據完整的寫入到文件中。

當然，顯式調用 flush() 方法也可以將數據立即寫入文件中。綜合比較，還是推薦使用 with 的方式，優雅且完善。

如何操作文件和目錄？

除了對文件讀和寫之外，還會經常用到如獲取文件路徑，查看文件大小，重命名，刪除文件等文件或目錄操作。這些操作應該調用哪些方法來完成呢？

強大的 os 模塊

剛開始接觸 os 模塊，就被它強大的 API 列表給震撼了，使用這個模塊幾乎可以完成所有的日常文件和目錄操作。為方便以後查詢，我專門將這些常用的操作分門別類，做了一個思維導圖。一起來看下。

上圖中只給出了最簡單的功能介紹，如果想要深入瞭解具體的方法使用，可參考 python 3.6 os 模塊官方地址

學習有時候就是這樣，API 太多根本記不住，也沒有必要完全記住，只要經常歸納整理，知道要使用的操作在什麼地方，叫什麼名字，用到的時候去查就可以了。

shutil 模塊— High-level file operations

除了 os 模塊，還有一個非常有用的模塊 shutil ，它的定位是針對多個文件的高級文件操作（High-level file operations）。相比而言， os 模塊大多是對單個文件而言的嘍。下麵通過幾個常用的操作來感受下：

• 複製文件夾 shutil.copytree('olddir', 'newdir')
  • 註意， 參數olddir ,newdir 只能是目錄，而且 newdir 這個目錄不存在才可以
• 移動文件或目錄 shutil.move('oldpath','newpath')
• 刪除目錄 shutil.rmtree('dir')
  • 看上面的 os 思維導圖，也有一個刪除目錄 API os.rmdir(dir) ，只能刪除空目錄
  • shutil.rmtree 功能則更高級，無論是空還是非空目錄都可以刪除，確實是 High-level 啊 ^_^

對我來說，這三種常用的操作就可以了。當然 shutil 的功能遠比這些要豐富的多，有興趣的同學，可以到 官方文檔 去深入瞭解下。

小結

本篇主要介紹了 python 中文件常用的操作，內容包括打開文件，讀文件，寫文件，使用 os 和 shutil 模塊來操作文件和目錄。下篇會介紹 json 和 xml 處理，敬請期待。

相關文章列表

• python 歷險記（一）—String，集合（List，元組，Dict）
• python 歷險記（二）— python 的面向對象
• python 歷險記（三）— python 的常用文件操作